KR101195332B1 - Vane Pump Using Line Pressure to Directly Regulate Displacement - Google Patents
Vane Pump Using Line Pressure to Directly Regulate Displacement Download PDFInfo
- Publication number
- KR101195332B1 KR101195332B1 KR1020067025691A KR20067025691A KR101195332B1 KR 101195332 B1 KR101195332 B1 KR 101195332B1 KR 1020067025691 A KR1020067025691 A KR 1020067025691A KR 20067025691 A KR20067025691 A KR 20067025691A KR 101195332 B1 KR101195332 B1 KR 101195332B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pump
- cam ring
- rotor
- chamber
- working fluid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
- F04C14/18—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0042—Systems for the equilibration of forces acting on the machines or pump
- F04C15/0049—Equalization of pressure pulses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
- F04C14/18—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
- F04C14/22—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members
- F04C14/223—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam
- F04C14/226—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam by pivoting the cam around an eccentric axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
- F04C2/3441—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
- F04C2/3442—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2250/00—Geometry
- F04C2250/10—Geometry of the inlet or outlet
- F04C2250/101—Geometry of the inlet or outlet of the inlet
Abstract
가변 변위 베인 펌프는 펌프로부터 출력되는 작동 유체의 맥동을 감소시키기 위해, 조절 스프링에 의해 캠 링에 인가되는 힘을 상쇄하도록, 캠 링에 힘을 조절력을 제공하기 위한 적어도 2개의 조절 챔버를 포함한다. 제1 챔버는 펌프의 출구의 일부이고, 통로를 거쳐 펌프의 출구 포트와 유체 연통하고, 이는 펌프가 다이 캐스팅 공정 등으로부터 제조되도록 허용한다. 제2 조절 챔버는 오리피스를 거쳐 제1 챔버에 연결되고, 이는 제1 챔버로부터 제2 챔버로 공급되는 작동 유체의 압력을 감소시킨다. 본 발명에 따른 펌프의 구성 및 설계는 출구가 펌프 출구를 중첩할 필요가 없으므로, 펌프에 대한 유연한 패키징을 허용한다. 아울러, 펌프가 높은 작동 속도로 작동될 때, 작동 유체의 공동화 현상을 억제하기 위해 비교적 큰 초기 유동 단면 영역을 갖는 입구 포트를 갖는 펌프가 개시된다.The variable displacement vane pump includes at least two regulating chambers for providing a force to the cam ring to regulate the force applied by the adjustment spring to reduce the pulsation of the working fluid output from the pump. . The first chamber is part of the outlet of the pump and is in fluid communication with the outlet port of the pump via a passageway, which allows the pump to be manufactured from a die casting process or the like. The second conditioning chamber is connected to the first chamber via an orifice, which reduces the pressure of the working fluid supplied from the first chamber to the second chamber. The construction and design of the pump according to the invention allows for flexible packaging for the pump since the outlet does not need to overlap the pump outlet. In addition, when the pump is operated at a high operating speed, a pump having an inlet port having a relatively large initial flow cross-sectional area is disclosed to suppress cavitation of the working fluid.
가변 변위 베인 펌프, 조절 챔버, 조절 스프링, 입구 포트, 출구 포트, 압력 맥동 Variable displacement vane pump, regulating chamber, regulating spring, inlet port, outlet port, pressure pulsation
Description
관련 출원Related application
본 출원은 2004년 5월 7일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/569,055호로부터 우선권을 주장하며, 이 미국 가특허 출원의 내용은 본 발명에 참조로 포함된다.This application claims priority from US Provisional Patent Application No. 60 / 569,055, filed May 7, 2004, the contents of which are incorporated herein by reference.
본 발명은 가변 변위 베인 펌프에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 캠 링이 맥동이 감소된 출력 유동을 송출하도록 완충되는 가변 변위 베인 펌프 및/또는 증가된 유동 단면 영역을 갖는 입구를 갖는 가변 변위 베인 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a variable displacement vane pump. More specifically, the invention relates to a variable displacement vane pump having a variable displacement vane pump and / or an inlet having an increased flow cross sectional area in which the cam ring is buffered to deliver an output flow with reduced pulsation.
많은 산업용 및 자동차용 장치는 작동하기 위해 윤활 오일과 같은 비압축성 유체의 가압 공급을 요구한다. 이러한 유체를 공급하기 위해 전형적으로 사용되는 펌프는 일정 변위(즉, 체적 변위) 또는 가변 변위 설계일 수 있다.Many industrial and automotive devices require pressurized supply of incompressible fluids, such as lubricating oils, to operate. Pumps typically used to supply such fluids may be of constant displacement (ie, volumetric displacement) or variable displacement designs.
일정 변위 펌프에서, 펌프는 펌프의 각 회전마다 대체로 고정된 체적의 작동 유체를 출력한다. 작동 유체의 원하는 체적 및/또는 압력을 얻기 위해, 펌프는 펌프에 의해 공급되는 자동차 엔진 또는 다른 장치의 속도와 관계없이, 주어진 속도에서 작동되어야 하거나, 또는 펌프가 원하는 유동에 대해 요구되는 속도 위에서 작동될 때, 잉여 유동을 펌프의 저압측 또는 작동 유체 저장소로 재유도하도록 감압 밸브가 제공되어야 한다.In a constant displacement pump, the pump outputs a generally fixed volume of working fluid for each revolution of the pump. To obtain the desired volume and / or pressure of the working fluid, the pump must be operated at a given speed, or at a speed that the pump is required for the desired flow, regardless of the speed of the car engine or other device supplied by the pump. When necessary, a pressure reducing valve should be provided to redirect the excess flow to the low pressure side of the pump or to the working fluid reservoir.
가변 변위 펌프에서, 펌프의 체적 변위는 펌프의 회전마다 펌프에 의해 출력되는 유체의 체적을 바꾸도록 변경될 수 있어서, 작동 유체의 원하는 체적이 펌프의 작동 속도와 실질적으로 관계없이 제공될 수 있다.In a variable displacement pump, the volume displacement of the pump can be changed to change the volume of the fluid output by the pump at every rotation of the pump, so that the desired volume of working fluid can be provided substantially independent of the operating speed of the pump.
가변 변위 펌프는 가변 변위 펌프가 에너지 효율의 상당한 개선을 제공하며 일정 변위 펌프 내의 감압 밸브보다 더욱 신속하게 작동 조건의 변화에 응답할 수 있는 점에서, 감압 밸브를 갖는 일정 변위 펌프에 비해 전형적으로 양호하다.Variable displacement pumps are typically better than constant displacement pumps with pressure reducing valves in that the variable displacement pump provides a significant improvement in energy efficiency and can respond to changes in operating conditions more quickly than pressure reducing valves in constant displacement pumps. Do.
가변 변위 베인 펌프가 주지되어 있지만, 이는 몇몇 단점을 겪는다. 예를 들어, (인접한 베인, 로터, 및 캠 링 사이에 형성된) 펌프 챔버들의 유체 압력 차이가 펌프 챔버가 로터와 함께 회전할 때, 캠 링 상에서 바람직하지 않은 변동 또는 맥동을 야기할 수 있고, 이는 펌프의 출력 압력의 맥동을 일으킨다.Variable displacement vane pumps are well known, but suffer from some disadvantages. For example, the fluid pressure difference of the pump chambers (formed between adjacent vanes, rotors, and cam rings) can cause undesirable fluctuations or pulsations on the cam rings when the pump chamber rotates with the rotor, It causes a pulsation of the output pressure of the pump.
비스트로(Bistrow)의 미국 특허 제4,679,995호는 완충력이 펌프의 캠 링에 인가되어 캠 링의 맥동을 감소시키는 가변 변위 베인 펌프를 개시한다. 일 실시예에서, 완충력은 캠 링에 인접한 챔버 내의 가압 작동 유체에 의해 제공된다. 작동 유체는 펌프의 출구로부터 캠 링의 위치에 따라 차단되는 통로를 통해 제공되어, 압력 및 완충력을 변경한다. 다른 실시예에서, 작동 유체는 캠 링의 출구로부터 상보적인 테이퍼진 피스톤이 캠 링에 의해 이동되는 테이퍼진 리세스를 통해 공급된다.Bisrow, U. S. Patent No. 4,679, 995, discloses a variable displacement vane pump in which cushioning force is applied to the cam ring of the pump to reduce pulsation of the cam ring. In one embodiment, the cushioning force is provided by the pressurized working fluid in the chamber adjacent the cam ring. The working fluid is provided through a passage that is blocked according to the position of the cam ring from the outlet of the pump, changing the pressure and the buffer force. In another embodiment, the working fluid is supplied from the outlet of the cam ring through a tapered recess in which a complementary tapered piston is moved by the cam ring.
그러나, 비스트로 특허에 개시된 펌프도 단점을 겪는다. 구체적으로, 챔버 에 작동 유체를 공급하기 위해 비스트로 펌프에 의해 요구되는 코어형 통로를 제공하기 위해, 펌프는 사형 주조에 의해 제조되어야 하고, 이는 제조 비용 및 제작 사이클을 증가시키고, 펌프의 본체를 형성하기 위해 알루미늄과 같은 바람직한 재료의 사용을 배제한다.However, the pumps disclosed in the Bistro patent also suffer from disadvantages. Specifically, in order to provide the cored passages required by the bistro pump to supply the working fluid to the chamber, the pump must be manufactured by sand casting, which increases the manufacturing cost and manufacturing cycle and forms the body of the pump. To avoid the use of preferred materials such as aluminum.
완충식 다이 캐스트 가변 변위 베인 펌프가 이전에 제작되었지만, 그러한 펌프는 코어형 통로에 대한 필요성을 회피하고 펌프가 다이 캐스팅되도록 허용하기 위해, 로터 챔버의 출구 포트 아래에서 중첩하여 위치된 출구를 갖도록 제한되었다. 그러나, 출구가 로터 챔버 출구 포트를 중첩하여 위치되어야 하기 때문에, 그러한 펌프의 배치, 포트 위치, 크기, 및 체적(즉, "패키징")은 매우 제한되었다.While buffered die cast variable displacement vane pumps were previously manufactured, such pumps are limited to have outlets located overlapping below the outlet port of the rotor chamber to avoid the need for a cored passageway and allow the pump to die cast. It became. However, the placement, port location, size, and volume (ie, "packaging") of such pumps have been very limited because the outlets must be located overlapping the rotor chamber outlet ports.
기존의 펌프에서의 다른 문제점은 종래 기술의 펌프의 후면판 내의 입구 포트가 전형적으로 펌프의 입구에 연결되는 곳에서 작은 유동 단면 영역을 갖는 원호의 형태이며, 원호가 로터 둘레에서 원주방향으로 연장됨에 따라 유동 단면 영역이 증가하는 것이다. 입구 포트의 유동 단면 영역은 적절한 표면 밀봉 영역이 펌프 입구 및 입구 포트 경계부 둘레에서 캠 링과 후면판 사이에 여전히 존재하도록 보장하기 위해, 펌프 입구에 연결되는 영역 내에서 비교적 작다. 그러나, 그러한 작은 유동 단면 영역은 펌프가 고속으로 작동될 때, 입구 내의 바람직하지 않은 공동화 현상으로 이어질 수 있다.Another problem with existing pumps is in the form of circular arcs with a small flow cross-sectional area where the inlet port in the backplate of the prior art pump is typically connected to the inlet of the pump, since the arc extends circumferentially around the rotor. As a result, the flow cross-sectional area is increased. The flow cross-sectional area of the inlet port is relatively small within the area connected to the pump inlet, to ensure that a suitable surface seal area is still present between the cam ring and the backplate around the pump inlet and inlet port boundaries. However, such a small flow cross sectional area can lead to undesirable cavitation in the inlet when the pump is operated at high speed.
유연하게 패키징될 수 있으며 캠 링에 대한 완충을 갖는, 다이 캐스팅 또는 다른 기술에 의해 제조될 수 있는 가변 변위 베인 펌프를 갖는 것이 바람직하다. 공동화 현상의 발생을 감소시키는 입구를 갖는 가변 변위 베인 펌프를 갖는 것도 바람직하다.It is desirable to have a variable displacement vane pump that can be flexibly packaged and has a cushion to the cam ring, which can be manufactured by die casting or other techniques. It is also desirable to have a variable displacement vane pump with an inlet that reduces the occurrence of cavitation phenomena.
본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 하나의 단점을 제거하거나 완화하는 신규한 완충식 가변 변위 베인 펌프를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 증가된 초기 유동 단면 영역을 갖는 입구 포트를 갖는 베인 펌프를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a novel buffered variable displacement vane pump that obviates or mitigates at least one disadvantage of the prior art. It is another object of the present invention to provide a vane pump having an inlet port with an increased initial flow cross sectional area.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 가변 변위 베인 펌프이며, 로터로부터 반경방향으로 활주 가능하게 연장되는 복수의 베인을 포함하는 로터와, 펌프 입구, 펌프 출구, 및 로터를 수납하는 로터 챔버를 한정하고, 펌프 입구와 연통하며 그를 통해 작동 유체가 로터로 도입되는 입구 포트와, 작동 유체가 그를 통해 로터로부터 펌프 출구로 빠져나오는 출구 포트를 포함하는 펌프 하우징과, 로터를 둘러싸는 캠 링과, 펌프 하우징과 캠 링 상에서 작용하여, 캠 링을 캠 링과 로터 사이의 최대 편심 위치로 편위시키는 조절 스프링과, 조절 스프링의 편위를 상쇄하기 위해 캠 링에 조절력을 인가하는 작동 유체를 펌프 출구로부터 수용하는 제1 조절 챔버와, 조절 스프링의 편위를 상쇄하기 위해 캠 링에 조절력을 인가하는 작동 유체를 제1 조절 챔버로부터 오리피스를 거쳐 수용하는 제2 조절 챔버를 포함하고, 출구 포트는 통로를 거쳐 펌프 출구에 연결되고, 로터의 베인의 단부는 캠 링의 내측 표면과 맞물려서 인접한 베인, 로터, 및 캠 링 사이에 가변 체적 펌프 챔버를 형성하고, 캠 링은 펌프의 변위를 변화시키기 위해 로터에 대한 캠의 편심을 변경하도록 피벗점에 대해 로터 챔버 내에서 피벗 가능하고, 오리피스는 제1 조절 챔버 내의 조절 유체의 압력에 대해 제2 조절 챔버 내에 수용된 작동 유체의 압력을 변경하는 가변 변위 베인 펌프가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable displacement vane pump, the rotor including a plurality of vanes slidably extending radially from the rotor, and a rotor chamber accommodating the pump inlet, the pump outlet, and the rotor; A pump housing comprising an inlet port in communication with the pump inlet and through which the working fluid is introduced into the rotor, an outlet port through which the working fluid exits from the rotor to the pump outlet, a cam ring surrounding the rotor, and a pump housing And an actuation spring which acts on the cam ring to bias the cam ring to the maximum eccentric position between the cam ring and the rotor, and receives a working fluid from the pump outlet to apply an actuation force to the cam ring to counteract the bias spring. The orifice from the first regulation chamber is provided with a control chamber and a working fluid that applies an adjustment force to the cam ring to offset the bias of the adjustment spring. And a second regulating chamber for receiving therethrough, the outlet port being connected to the pump outlet via a passageway, the end of the vane of the rotor engaging the inner surface of the cam ring such that the variable volume pump between the adjacent vanes, rotor, and cam ring Forming a chamber, the cam ring is pivotable within the rotor chamber with respect to the pivot point to change the eccentricity of the cam relative to the rotor to change the displacement of the pump, and the orifice A variable displacement vane pump is provided that changes the pressure of the working fluid contained within the control chamber.
일 실시예에서, 제1 및 제2 조절 챔버들은 오리피스에 의해 분리되고, 오리피스는 캠 링과 펌프 하우징 사이에 형성된다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2 조절 챔버들은 밀봉 부재에 의해 분리되고, 오리피스는 밀봉 부재 둘레의 통로의 형태이다.In one embodiment, the first and second regulating chambers are separated by an orifice and an orifice is formed between the cam ring and the pump housing. In another embodiment, the first and second regulating chambers are separated by a sealing member and the orifice is in the form of a passage around the sealing member.
양호하게는, 펌프 하우징은 다이 캐스팅에 의해 형성된다. Preferably, the pump housing is formed by die casting.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 가변 용량 베인 펌프이며, 로터로부터 실질적으로 반경방향으로 연장되는 복수의 베인을 포함하는 로터와, 로터를 둘러싸는 캠 링과, 펌프 하우징을 포함하고, 로터의 베인은 캠 링의 내측 표면과 맞물려서 로터, 캠 링, 및 인접한 베인 사이에 펌프 챔버를 형성하고, 펌프 챔버의 체적은 로터가 회전됨에 따라 변화되고, 펌프 하우징은, 로터 및 캠 링을 수납하는 로터 챔버와, 펌프에 작동 유체를 공급하기 위한 펌프 입구와, 펌프로부터 작동 유체를 공급하기 위한 펌프 출구와, 로터에 작동 유체를 공급하기 위해 펌프 입구와 유체 연통하는 입구 포트와, 로터로부터 작동 유체를 수용하기 위한 출구 포트와, 출구 포트를 펌프 출구에 연결시켜서 그들 사이에서 작동 유체를 전달하는 통로와, 펌프 출구와 유체 연통하여 그로부터, 캠 링을 최대 편심 위치로부터 멀리 압박하는 조절력을 생성하는 작동 유체를 수용하는 제1 조절 챔버와, 오리피스를 거쳐 제1 조절 챔버에 연결된 제2 조절 챔버와, 캠 링을 최대 편심 위치로 압박하도록 펌프 하우징과 캠 링 사이에서 작용하는 조절 부재를 포함하고, 캠 링은 펌프 챔버의 체적이 로터가 회전함에 따라 변화되는 양을 변경하기 위해 로터에 대한 캠 링의 편심을 변경하도록 피벗점에 대해 피벗 가능하고, 제2 조절 챔버는 캠 링을 최대 편심 위치로부터 멀리 압박하는 조절력을 생성하는 작동 유체를 제1 조절 챔버로부터 수용하고, 오리피스는 수용된 작동 유체의 압력을 변경하는 가변 용량 베인 펌프가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a variable displacement vane pump, the rotor comprising a plurality of vanes extending substantially radially from the rotor, a cam ring surrounding the rotor, a pump housing, and the vanes of the rotor Meshes with the inner surface of the cam ring to form a pump chamber between the rotor, cam ring, and adjacent vanes, the volume of the pump chamber changes as the rotor is rotated, and the pump housing includes: a rotor chamber that houses the rotor and cam ring; A pump inlet for supplying working fluid to the pump, a pump outlet for supplying working fluid from the pump, an inlet port in fluid communication with the pump inlet for supplying working fluid to the rotor, and receiving the working fluid from the rotor And an outlet port for connecting the outlet port to the pump outlet to deliver a working fluid therebetween and in fluid communication with the pump outlet. From the first conditioning chamber containing a working fluid that produces an adjustment force that forces the cam ring away from the maximum eccentric position, the second conditioning chamber connected to the first conditioning chamber via an orifice, and pressing the cam ring to the maximum eccentric position. And an adjustment member acting between the pump housing and the cam ring, wherein the cam ring is directed against the pivot point to change the eccentricity of the cam ring relative to the rotor to change the amount by which the volume of the pump chamber changes as the rotor rotates. A pivotable, second regulating chamber receives a working fluid from the first regulating chamber that generates an adjustment force that forces the cam ring away from the maximum eccentric position, and an orifice is provided with a variable capacity vane pump that changes the pressure of the received working fluid. do.
양호하게는, 피벗점은 본체 및 캠 링 중 하나로부터 연장되어 본체 및 캠 링 중 다른 하나 상의 상보적인 홈과 맞물리는 보스를 포함한다.Preferably, the pivot point comprises a boss extending from one of the body and the cam ring and engaging the complementary groove on the other of the body and the cam ring.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 가변 용량 베인 펌프이며, 로터로부터 실질적으로 반경방향으로 연장되는 복수의 베인을 포함하는 로터와, 로터를 둘러싸는 캠 링과, 펌프 하우징을 포함하고, 로터의 베인은 캠 링의 내측 표면과 맞물려서 로터, 캠 링, 및 인접한 베인 사이에 펌프 챔버를 형성하고, 펌프 챔버의 체적은 로터가 회전함에 따라 변화되고, 펌프 하우징은, 로터 및 캠 링을 수납하는 로터 챔버와, 펌프에 작동 유체를 공급하기 위한 펌프 입구와, 펌프로부터 작동 유체를 공급하기 위한 펌프 출구와, 로터에 작동 유체를 공급하기 위해 펌프 입구와 유체 연통하는 입구 포트와, 로터로부터 작동 유체를 수용하기 위한 출구 포트를 포함하고, 캠 링은 펌프 챔버의 체적이 로터가 회전함에 따라 변화되는 양을 변경하기 위해 로터에 대한 캠 링의 편심을 변경하도록 피벗 가능하고, 입구 포트는 작동 유체가 그를 통해 펌프 챔버로 진입할 수 있는 큰 초기 유동 단면 영역을 포함하고, 캠 링은 입구 포트의 큰 초기 유동 단면 영역에 인접한 확장 부분을 포함하고, 확장 부분은 큰 초기 유동 단면 영역에 인접하여 펌프 하우징과 캠 링 사이에 적절한 밀봉 표면을 제공하는 가변 용적 베인 펌프가 제공된다.According to yet another embodiment of the present invention there is provided a variable displacement vane pump, comprising a rotor comprising a plurality of vanes extending substantially radially from the rotor, a cam ring surrounding the rotor, a pump housing, The vanes engage the inner surface of the cam ring to form a pump chamber between the rotor, cam ring, and adjacent vanes, the volume of the pump chamber changes as the rotor rotates, and the pump housing includes a rotor that houses the rotor and cam ring. A chamber, a pump inlet for supplying working fluid to the pump, a pump outlet for supplying working fluid from the pump, an inlet port in fluid communication with the pump inlet for supplying working fluid to the rotor, and a working fluid from the rotor. An outlet port for receiving, wherein the cam ring has a cam ring for the rotor to change the amount by which the volume of the pump chamber changes as the rotor rotates Pivotable to change the eccentricity of the inlet port, the inlet port includes a large initial flow cross-sectional area through which the working fluid can enter the pump chamber, and the cam ring includes an extended portion adjacent to the large initial flow cross-sectional area of the inlet port In addition, a variable volume vane pump is provided that extends adjacent the large initial flow cross-sectional area to provide a suitable sealing surface between the pump housing and the cam ring.
본 발명은 펌프로부터 출력되는 작동 유체의 맥동을 감소시키기 위해, 조절 스프링에 의해 캠 링에 인가되는 힘을 상쇄하도록, 캠 링에 조절력을 제공하기 위한 적어도 2개의 조절 챔버를 갖는 가변 변위 베인 펌프를 제공한다. 제1 챔버는 펌프의 출구의 일부이고, 양호하게는 홈 형태인 통로를 거쳐 펌프의 출구 포트와 유체 연통하고, 이는 펌프가 다이 캐스팅 공정 등으로부터 제조되도록 허용한다. 제2 조절 챔버는 오리피스를 거쳐 제1 챔버에 연결되고, 이는 제1 챔버로부터 제2 챔버로 공급되는 작동 유체의 압력 맥동을 감소시킨다. 본 발명에 따른 펌프의 구성 및 설계는 출구가 펌프 출구를 중첩할 필요가 없으므로, 펌프에 대한 유연한 패키징을 허용한다.The present invention provides a variable displacement vane pump having at least two regulating chambers for providing adjustment to the cam ring to offset the force applied to the cam ring by the adjustment spring to reduce pulsation of the working fluid output from the pump. to provide. The first chamber is part of the outlet of the pump and is in fluid communication with the outlet port of the pump, preferably via a grooved passageway, which allows the pump to be manufactured from a die casting process or the like. The second conditioning chamber is connected to the first chamber via an orifice, which reduces the pressure pulsation of the working fluid supplied from the first chamber to the second chamber. The construction and design of the pump according to the invention allows for flexible packaging for the pump since the outlet does not need to overlap the pump outlet.
본 발명의 양호한 실시예가 이제 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시적으로 설명될 것이다.Preferred embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.
도1은 펌프의 커버판이 제거된, 본 발명에 따른 가변 변위 베인 펌프의 정면도를 도시한다.Figure 1 shows a front view of a variable displacement vane pump according to the present invention with the cover plate of the pump removed.
도2는 도1의 펌프의 측면도를 도시한다.FIG. 2 shows a side view of the pump of FIG. 1.
도3은 로터 및 구동 샤프트가 제거된, 도1의 펌프의 정면도를 도시한다.Figure 3 shows a front view of the pump of Figure 1 with the rotor and drive shaft removed.
도4는 펌프 본체의 돌출부와 캠 링이 그들 사이에 오리피스를 형성한, 도1의 펌프의 일부를 도시한다.4 shows a portion of the pump of FIG. 1 with the projection of the pump body and the cam ring forming an orifice between them.
도5a 및 도5b는 도1의 펌프에 대한 오리피스의 다른 실시예를 도시한다.5A and 5B show another embodiment of an orifice for the pump of FIG.
도6a 및 도6b는 도1의 펌프에 대한 오리피스의 다른 실시예를 도시한다.6A and 6B show another embodiment of an orifice for the pump of FIG.
도7은 도1의 펌프와 함께 사용하기 위한 오리피스의 다른 실시예를 도시한다.FIG. 7 shows another embodiment of an orifice for use with the pump of FIG. 1.
도8은 도1의 펌프와 함께 사용하기 위한 오리피스의 다른 실시예를 도시한다.8 shows another embodiment of an orifice for use with the pump of FIG.
도9는 양호한 입구 설계를 갖는 도1의 펌프의 후면판을 도시한다.Figure 9 shows the backplate of the pump of Figure 1 with a good inlet design.
도10은 종래의 입구 설계를 갖는 도9의 후면판을 도시한다.Figure 10 shows the backplane of Figure 9 with a conventional inlet design.
도11은 도9의 양호한 입구 설계에서 사용하기 위한 도1의 펌프에 대한 캠 링을 도시한다.FIG. 11 shows the cam ring for the pump of FIG. 1 for use in the preferred inlet design of FIG.
도12는 캠 링이 최대 편심 위치에 있는, 도9 및 도11의 후면판의 입구 포트 및 출구 포트, 본체, 및 캠링을 도시한다.Figure 12 shows the inlet and outlet ports, the body, and the cam ring of the backplate of Figures 9 and 11, with the cam ring in the maximum eccentric position.
도13은 캠 링이 최소 편심 위치에 있는, 도9 및 도11의 후면판의 입구 포트 및 출구 포트, 본체, 및 캠 링을 도시한다.Figure 13 shows the inlet and outlet ports, the body, and the cam ring of the backplate of Figures 9 and 11, with the cam ring in the minimum eccentric position.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변 변위 베인 펌프가 도1 및 도2에서 20으로 표시되어 있다. 펌프(20)는 펌프 본체(28), 서로에 대해 평행하게 이격된 관계로 위치된 후면판(32) 및 (도1에서 제거된) 커버판(36)으로 구성된 하우징(24)을 포함한다. 하우징(24)은 내연 기관 엔진 또는 도시되지 않은 다른 원동기의 장착판 상으로의 장착을 위한 하나 이상의 구멍(40)을 포함하고, 후면판(32)은 커버판(36), 펌프 본체(28) 및 후면판(32)을 서로 고정시키기 위한 볼트를 수납하기 위해 펌프 본체(28) 및 커버판(36) 내의 관통 보어(44)와 정렬되는 내부 나사 보어의 세트를 포함한다. 도시된 실시예에서, 펌프 하우징(24)은 분리된 구성요소, 즉 펌프 본체(28), 후면판(32) 및 커버판(36)을 포함하지만, 펌프 본체(28)가 (하우징(24)이 커버판(36) 및 일체형 하우징/후면판을 포함하는 경우에) 후면판(32)과 일체로 또는 (하우징(24)이 후면판(32) 및 일체형 하우징/커버판을 포함하는 경우에) 커버판(36)과 일체로 형성될 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.A variable displacement vane pump according to one embodiment of the invention is shown at 20 in FIGS. 1 and 2. The
펌프 하우징(24)은 본체(28) 및 후면판(32)에 의해 형성된 로터 챔버(58) 내에 로터(52) 및 제어 또는 캠 링(56)과 맞물린 구동 샤프트(48)를 수납한다. 구동 샤프트(48)는 후면판(32)을 통해 연장되어 내연 기관 엔진 또는 다른 원동기 상의 구동 수단과 맞물린다. 로터(52)는 구동 샤프트(48) 상으로 고정되어 캠 링(56) 내에서 그와 함께 회전한다.
로터(52)는 일련의 반경방향으로 각도를 이루어 이격된 노치(60)를 포함하고, 그 안에 베인(64)이 활주 가능하게 장착된다. 베인(64)은 로터(52)의 외측 주연 표면 및 캠 링(56)의 내측 주연 표면과 함께, 펌프 챔버(72)를 형성한다.The
로터(52)의 회전 시에, 베인(64)은 원심력 하에서 캠 링(56)의 내측 표면과 접촉하도록 이동되어, 펌프 챔버(72)를 형성한다. 캠 링(56)의 중심에 대한 로터(52)의 중심의 편심으로 인해, 로터(52)가 회전할 때, 펌프 챔버(72)의 체적이 변화하고, 펌프 챔버(72)의 체적은 입구 포트(76)와의 유체 연통으로 진입할 때 증가하여, 작동 유체를 입구 포트(76)로부터의 펌프 챔버(72) 내로의 흡인한다. 입구 포트(76)로부터 흡인된 작동 유체는 챔버(72)가 로터(52)와 함께 회전함에 따라 출구 포트(80)로 전달되어, 펌프 챔버(72)의 체적은 감소되고, 따라서 작동 유체를 출구 포트(80) 내로 이송한다. 입구 포트(76) 및 출구 포트(80)는 도3에서 더 잘 보인다.Upon rotation of the
펌프(20) 내에서, 펌프 출구(84)는 출구 포트(80)로부터 이격되어 있다. 따라서, 출구 포트(80)는 펌프 출구(84)와 출구 포트(80)를 유체 연통하도록 위치시키기 위해 후면판(32) 내에 형성된 홈형 특징부의 형태인 출구 통로(88)에 의해 펌프 출구(84)에 연결된다. 출구 통로(88)가 후면판(32) 내의 홈형 특징부의 형태이므로, 코어에 대한 필요성이 회피되고, 통로(88)를 포함한 후면판(32)은 다이 캐스팅 공정을 거쳐 쉽게 형성될 수 있다. 펌프(20)의 펌프 입구(92)는 종래의 방식으로 입구 포트(76)와 직접 유체 연통한다.Within the
공지된 바와 같이, 캠 링(56)을 피벗에 대해 이동시킴으로써, 캠 링(56)과 로터(52) 사이의 편심의 정도가 변화될 수 있고, 따라서 펌프 챔버(72)의 체적이 로터(52)의 회전 중에 변경되는 양을 변화시켜서 펌프(20)의 체적 변위를 변경한다.As is known, by moving the
종래 기술의 가변 변위 베인 펌프에서, 피벗 핀이 펌프 하우징 내의 후면판, 펌프 본체, 캠 링, 및 커버판 내의 원통형 홈에 의해 한정된 보어 내로 삽입되고, 이러한 홈은 피벗 핀과 맞물려서 캠 링이 핀에 대해 피벗하는 것을 가능케 한다. 그러나, 보어에 대해 전술한 홈을 형성하는 것은 다중 가공 및 조립 단계를 요구하고, 이는 펌프를 제조하는 비용을 증가시킨다. 대조적으로, 본 발명에서, 캠 링(56)은 피벗점(96)으로서 작용하며 본체(28) 내의 상보적인 홈과 맞물리는 보스 를 포함한다. 피벗점(96)이 대안적으로 본체(28) 상에서 외측으로 연장되는 보스로서 형성될 수 있으며 캠 링(56) 내의 상보적인 홈과 맞물릴 수 있는 것도 고려된다. 각 실시예에서, 피벗점(96) 및 상보적인 홈의 형성과, 그러한 피벗을 채용한 펌프의 조립은 간단하고 비용 효과적이다.In prior art variable displacement vane pumps, a pivot pin is inserted into a bore defined by a backplate in the pump housing, a pump body, a cam ring, and a cylindrical groove in the cover plate, which groove engages the pivot pin so that the cam ring is engaged with the pin. Makes it possible to pivot However, forming the grooves described above for the bore requires multiple processing and assembly steps, which increases the cost of manufacturing the pump. In contrast, in the present invention, the
로터(52)가 회전하여 펌프 챔버(72)를 입구 포트(76)와의 유체 연통으로부터 이동시킴에 따라, 작동 유체는 펌프 챔버(72)의 체적의 변화로 인해 가압된다 (즉, 작동 유체는 로터(52)의 회전 중에 미리 압축된다). 가압 유체가 통로(88) 및 출구 챔버(104)와 유체 연통할 때, 펌프 챔버(72) 내의 유체의 압력은 (도3에서 가장 잘 보이는) 출구 챔버(104) 내의 작동 유체보다 더 높고, 펌프 챔버(72) 내의 고압 작동 유체의 통로(88) 및 출구 챔버(104)로의 전달은 작동 유체 출구 챔버(104) 내의 압력 맥동을 일으킨다. 이러한 압력 맥동은 아래에서 설명되는 바와 같이, 캠 링(56)의 바람직하지 않은 이동을 일으킨다.As the
전형적인 사용 시에, 가변 변위 베인 펌프는 선택된 평형 작동 체적 유동 또는 압력을 갖도록 배열된다. 이러한 평형 작동 체적/압력은 보통 캠 링을 피벗점에 대해 최대 편심 위치(즉, 최대 체적 변위)로 편위시키도록 작용하는 스프링과 같은 조절 부재를 거쳐 달성된다. 스프링에 의해 생성되는 편위력에 대항하여, 펌프에 의해 생성되는 작동 유체에 의해 생성되는 힘이 있다. 종래 기술의 가변 변위 펌프에서, 캠 링 외부의 로터 챔버의 부분이 펌프의 출구와 유체 연통하는 조절 챔버로서 사용된다. 조절 챔버 내의 작동 유체의 압력은 스프링의 편위력에 대향하여 캠 링 상에 힘을 생성하고, 스프링 및 챔버의 기하학적 배열을 선택함으로써, 평형 작동 체적/압력이 펌프에 대해 선택될 수 있다.In typical use, the variable displacement vane pump is arranged to have a selected balanced working volume flow or pressure. This equilibrium working volume / pressure is usually achieved via an adjustment member such as a spring that acts to bias the cam ring to the maximum eccentric position (ie maximum volume displacement) with respect to the pivot point. Against the bias generated by the spring, there is a force generated by the working fluid generated by the pump. In the variable displacement pumps of the prior art, the portion of the rotor chamber outside the cam ring is used as the regulating chamber in fluid communication with the outlet of the pump. The pressure of the working fluid in the regulating chamber creates a force on the cam ring against the biasing force of the spring, and by selecting the spring and the geometry of the chamber, the equilibrium working volume / pressure can be selected for the pump.
그러나, 가변 변위 베인 펌프의 출력 압력의 전술한 바람직하지 않은 맥동은 또한 조절 챔버 내의 작동 유체의 압력에 영향을 주게 되어, 조절 챔버 내의 작동 유체에 의해 캠 링 상으로 가해지는 힘의 대응하는 맥동을 일으킨다. 특정 조건 및/또는 속도에서 작동할 때, 캠 링에 대한 이러한 조절 챔버 맥동은 펌프 로터가 회전할 때 펌프 챔버 내의 압력 변화로부터 생성되는 맥동을 강화하고, 캠 링은 공진되어, 펌프의 출력 압력의 증가된 허용 불가능한 맥동을 일으킬 수 있다.However, the aforementioned undesirable pulsation of the output pressure of the variable displacement vane pump also affects the pressure of the working fluid in the regulating chamber, thereby producing a corresponding pulsation of the force exerted on the cam ring by the working fluid in the regulating chamber. Cause When operating at certain conditions and / or speeds, this regulating chamber pulsation for the cam ring reinforces the pulsation resulting from the pressure change in the pump chamber when the pump rotor rotates, and the cam ring resonates, causing the output pressure of the pump to May cause increased unacceptable pulsations.
본 발명에서, 펌프(20)는 종래 기술의 펌프와 유사하게, 캠 링(56)을 피벗점(96)에 대해 캠 링(56)과 로터(52) 사이의 최대 편심 위치로 편위시키기 위한 조절 부재, 도시된 실시예에서 스프링(100)을 포함한다. 그러나, 도3에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 본 발명은 한 쌍의 조절 챔버, 출구 챔버(104) 및 조절 챔버(108)를 포함하고, 그 안에서 가압된 작동 유체가 캠 링(56) 상에 힘을 가한다.In the present invention, the
구체적으로, 출구 챔버(104)는 펌프 출구(84)의 일부이고, 펌프 출구(84)에서 출력되는 작동 유체와 동일한 압력에서 출구 통로(88)로부터 작동 유체를 공급받는다.Specifically, the
조절 챔버(108)는 본체(28), 캠 링(56), 당업자에게 명백한 바와 같이 임의의 허용 가능한 밀봉 재료일 수 있는 시일(112), 및 오리피스(116) 사이에 형성된다.The
도4에서 가장 잘 보이는 오리피스(116)는 캠 링(56) 상의 돌출부(120)와 본체(28) 상의 돌출부(124) 사이에 형성된다. 이제 명백한 바와 같이, 펌프 출구 및 출구 챔버(104)의 작동 유체는 (돌출부(120, 124)들 사이의) 오리피스(116)를 통해 조절 챔버(108) 내로 통과하고, 오리피스(116)는 그를 통과하는 작동 유체에 압력 강하를 생성한다. 이러한 압력 강하는 조절 챔버(108) 내의 작동 유체의 전술한 압력 맥동을 감쇠시켜서, 캠 링(56)이 그의 고유 주파수들 중 하나로 공진하는 것을 방지한다.The
구체적으로, 압력 맥동은 감쇠되지 않으면, 캠 링(56) 상에 가해지는 힘이 맥동에 따라 증가 및 감소함에 따라 캠 링(56) 맥동을 일으킬 수 있고, 이는 펌프(20)의 변위를 변화시켜서, 펌프(20)로부터 출력되는 작동 유체의 더 큰 압력 맥동을 일으킨다. 몇몇의 경우에, 펌프는 압력 맥동이 캠 링(56)을 그의 고유 진동수들 중 하나에서 공진하게 만드는 속도에서 작동될 것이고, 이는 매우 바람직하지 않다. 조절 챔버(108) 내의 작동 유체의 압력 맥동을 감소시킴으로써, 작동 유체의 바림직하지 않은 맥동의 크기도 감소되어, 펌프 출구(84)에서의 작동 유체의 맥동 및 캠 링(56)의 맥동의 크기를 감소시키고, 따라서 캠 링(56)이 공진하는 것을 억제한다.Specifically, if the pressure pulsation is not damped, it may cause the
당업자에게 명백한 바와 같이, 출구 챔버(104)가 피벗점(96)에 바로 인접하면, 출구 챔버(104) 내의 작동 유체에 의해 생성되는 캠 링(56) 상의 힘은 매우 짧은 모멘트 아암을 통해서만 작용하고, 조절 챔버(108) 내의 작동 유체에 의해 생성되는 힘은 피벗점(96)에 대해 비교적 큰 모멘트 아암을 갖고, 따라서 조절 챔버(108)로부터의 이러한 힘은 둘 중 우세한 힘이다. 챔버(108) 내의 작동 유체의 맥동의 크기가 감소되므로, 출구 챔버(104) 및 조절 챔버(108)를 포함하는 조절 챔 버들 내의 작동 유체의 맥동으로부터 생성되는 캠 링(56) 상의 전체적인 힘이 감소된다.As will be apparent to those skilled in the art, when the
돌출부(120, 124)의 구성 및 기하학적 배열을 선택함으로써, 오리피스(116)를 통한 압력 강하가 원하는 대로 선택될 수 있다. 예를 들어, 도1 내지 도4에 도시된 실시예에서, 돌출부(120, 124)의 기하학적 배열 및 형상은 오리피스(116)의 유동 단면 영역이 로터 챔버(58) 내에서의 캠 링(56)의 위치에 관계없이, 대체로 일정하도록 선택되었다.By selecting the configuration and geometry of the
대조적으로, 도5a 및 도5b에 도시된 실시예에서, 오리피스(116a)는 캠 링(56)이 피벗점(96)에 대해 이동함에 따라 오리피스(116a)의 유동 단면 영역이 변화하도록 선택된 기하학적 배열 및 형상을 갖는 돌출부(120a, 124a)들 사이에 형성된다. 구체적으로, 도5a는 로터(52)에 대한 최대 편심 위치의 캠 링(56)을 도시하고, 이러한 위치에서, 돌출부(120a, 124a)들 사이의 간극은 치수(A)에 의해 주어진다.In contrast, in the embodiment shown in FIGS. 5A and 5B, the
도5b에서, 캠 링(56)은 감소된 편심 위치로 이동되고, 이러한 위치에서, 돌출부(120a, 124a)들 사이의 간극은 치수(B)에 의해 주어진다. 명백한 바와 같이, B는 A보다 더 크고, 따라서 오리피스(116a)의 (작동 유체의 그를 통한 유동에 대한) 유동 단면 영역은 캠 링(56)이 최대 편심 위치로부터 이동함에 따라 증가한다. 유체 동역학에서 공지된 바와 같이, 오리피스(116a)의 유동 단면 영역을 증가시킴으로써, 오리피스(116a)를 통해 이동하는 작동 유체는 감속되고, 오리피스(116a)를 가로지른 압력 강하는 감소할 것이다 (즉, 오리피스(116a)의 각 측면 상의 압력차 가 감소될 것이다).In Fig. 5B, the
도6a 및 도6b에 도시된 실시예에서, 오리피스(116b)는 캠 링(56)이 피벗점(96)에 대해 이동함에 따라 오리피스(116b)의 유동 단면 영역이 변화하도록 선택된 기하학적 배열 및 형상을 갖는 돌출부(120b, 124b)들 사이에 형성된다. 구체적으로, 도6a는 로터(52)에 대한 최대 편심 위치의 캠 링(56)을 도시하고, 이러한 위치에서, 돌출부(120b, 124b)들 사이의 간극은 치수(A)에 의해 주어진다.In the embodiment shown in FIGS. 6A and 6B, the
도6b에서, 캠 링(56)은 감소된 편심 위치로 이동되고, 이러한 위치에서, 돌출부(120b, 124b)들 사이의 간극은 치수(B)에 의해 주어진다. 명백한 바와 같이, 오리피스(116b) 내에서, B는 A보다 더 작고, 따라서 오리피스(116b)의 (작동 유체의 그를 통한 유동에 대한) 유동 단면 영역은 캠 링(56)이 최대 편심 위치로부터 이동함에 따라 감소한다. 유체 동역학에서 공지된 바와 같이, 오리피스(116b)의 유동 단면 영역을 감소시킴으로써, 오리피스(116b)를 통해 이동하는 작동 유체는 가속되고, 오리피스(116b)를 가로지른 압력 강하는 증가할 것이다 (즉, 오리피스(166a)의 각 측면 상의 압력차가 증가될 것이다).In Fig. 6B, the
당업자에게 명백한 바와 같이, 오리피스(116)는 캠 링(56)의 위치와 오리피스(116)를 통한 유동 단면 영역 사이의 다양한 여러 관계를 산출하도록 설계될 수 있다. 이러한 방식으로, 펌프(20)의 설계자는 펌프(20)에 대한 다양하고 상이한 원하는 성능을 얻을 수 있다.As will be apparent to those skilled in the art, the
펌프(20)에서 사용하기 위한 오리피스(116c)의 다른 실시예가 도7에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 돌출부(120c)는 캠 링(56) 내의 리세스의 일부이고, 돌출부(124c)는 펌프 본체(28)로부터 이러한 리세스 내로 연장된다.Another embodiment of
펌프(20)에서 사용하기 위한 오리피스(116d)의 또 다른 실시예가 도8에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 탄성 시일(128) 또는 다른 적합한 부재가 출구 챔버(104) 및 조절 챔버(108)를 포함하는 조절 챔버들을 분리하도록 채용되고, 오리피스(116d)는 조절 챔버(108)를 출구 챔버(104)에 연결하기 위해 본체(28) 내에 형성된 통로를 포함한다. 명백한 바와 같이, 이러한 구성에서, 오리피스(116d)는 캠 링(56)이 피벗점(96)에 대해 피벗할 때 변하지 않는 고정된 유동 단면 영역을 갖는다.Another embodiment of
전술한 펌프의 실시예가 하나의 챔버로부터 다른 챔버로 공급되는 작동 유체의 압력을 변경하는 오리피스에 의해 연결된 2개의 조절 챔버를 포함하지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않고, 본 발명에 따른 펌프는 필요하다면 3개 이상의 조절 챔버를 포함할 수 있다.Although the above-described embodiment of the pump includes two regulating chambers connected by orifices that change the pressure of the working fluid supplied from one chamber to another, the present invention is not so limited, and the pump according to the present invention may be Three or more control chambers may be included.
도9는 펌프(20)의 다른 태양을 도시하기 위해, 명확하게 하기 위해 펌프(20)의 다른 구성요소들이 제거된 후면판(32)을 도시한다. 구체적으로, 후면판(32)은 도10에 도시된 바와 같은 종래의 입구 포트 설계의 경우보다 더 큰 초기 유동 단면 영역을 갖는 입구 포트(76)를 포함한다. 도10에 도시된 바와 같이, 후면판(32a) 내의 종래의 입구 포트(76a)는 펌프 입구(92a)에 인접하여 (점선으로 표시된) 매우 좁은 유동 단면 영역(200)을 갖고, 이는 펌프(20)가 비교적 높은 속도 조건 하에서 작동할 때 입구 포트(76a) 내에서의 작동 유체의 공동화 현상으로 이어질 수 있다.9 shows a
대조적으로, 도9에 도시된 바와 같이, 후면판(32)의 입구 포트(76)는 입구 포트(76) 내에서의 작동 유체의 공동화 현상을 회피하는 것을 돕기 위해 작동 유체가 펌프 입구(92)로부터 펌프 챔버(72)로 도입될 수 있는 (점선에 의해 도시된) 상당히 큰 초기 유동 단면 영역(204)을 갖는다.In contrast, as shown in FIG. 9, the
초기 유동 단면 영역(204) 둘레에서 후면판(32)과 캠 링(56) 사이에 필요한 밀봉을 제공하기 위해, 캠 링(56)은 (도11에 도시된 바와 같이) 유동 단면 영역(204)을 중첩하는 확장 부분(208)을 포함한다. 도12는 최대 편심 위치에서의 본체(28) 내의 캠 링(56)을 도시하고, 도13은 최소 편심 위치에서의 본체(28) 내의 캠 링(56)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 확장 부분(208)은 영역(204) 둘레에서 캠 링(56)과 본체(28) 사이에 충분한 접촉 영역을 제공하여, 그들 사이에 허용 가능한 밀봉을 생성한다.In order to provide the necessary seal between the
전술한 펌프(20)가 진보된 오리피스 및 2개의 조절 챔버와, 증가된 초기 유동 단면 영역을 갖는 진보된 입구 포트를 포함하고, 이러한 조합이 현재 양호하지만, 이러한 진보된 특징들 중 하나는 본원에서 논의된 많은 장점을 얻기 위해 종래의 베인 펌프와 조합될 수 있고, 각각의 진보된 개념의 그러한 사용은 본 발명자에 의해 고려된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.The
본 발명은 펌프로부터 출력되는 작동 유체의 맥동을 감소시키기 위해, 조절 스프링에 의해 캠 링에 인가되는 힘을 상쇄하도록, 캠 링에 조절력을 제공하기 위한 적어도 2개의 조절 챔버를 갖는 가변 변위 베인 펌프를 제공한다. 제1 챔버는 펌프의 출구의 일부이고, 양호하게는 홈 형태인 통로를 거쳐 펌프의 출구 포트와 유체 연통하고, 이는 펌프가 다이 캐스팅 공정 등으로부터 제조되도록 허용한다. 제2 조절 챔버는 오리피스를 거쳐 제1 챔버에 연결되고, 이는 제1 챔버로부터 제2 챔버로 공급되는 작동 유체의 압력 맥동의 충격을 감소시킨다. 본 발명에 따른 펌프의 구성 및 설계는 출구가 펌프 출구를 중첩할 필요가 없으므로, 펌프에 대한 유연한 패키징을 허용한다. 아울러, 본 발명은 펌프가 높은 작동 속도로 작동될 때, 작동 유체의 공동화 현상을 억제하기 위해 비교적 큰 초기 유동 단면 영역을 갖는 입구 포트를 갖는 펌프를 제공한다.The present invention provides a variable displacement vane pump having at least two regulating chambers for providing adjustment to the cam ring to offset the force applied to the cam ring by the adjustment spring to reduce pulsation of the working fluid output from the pump. to provide. The first chamber is part of the outlet of the pump and is in fluid communication with the outlet port of the pump, preferably via a grooved passageway, which allows the pump to be manufactured from a die casting process or the like. The second conditioning chamber is connected to the first chamber via an orifice, which reduces the impact of pressure pulsations of the working fluid supplied from the first chamber to the second chamber. The construction and design of the pump according to the invention allows for flexible packaging for the pump since the outlet does not need to overlap the pump outlet. In addition, the present invention provides a pump having an inlet port having a relatively large initial flow cross-sectional area to suppress the phenomenon of cavitation of the working fluid when the pump is operated at a high operating speed.
본 발명의 전술한 실시예는 본 발명의 예이고, 그에 대한 변경 및 변형이 본원에 첨부된 청구범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 당업자에 의해 이루어질 수 있다.The foregoing embodiments of the present invention are examples of the present invention, and modifications and variations thereof may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention, which is limited only by the claims appended hereto.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US56905504P | 2004-05-07 | 2004-05-07 | |
US60/569,055 | 2004-05-07 | ||
PCT/CA2005/000464 WO2005108792A1 (en) | 2004-05-07 | 2005-03-30 | Vane pump using line pressure to directly regulate displacement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070007960A KR20070007960A (en) | 2007-01-16 |
KR101195332B1 true KR101195332B1 (en) | 2012-10-29 |
Family
ID=35320284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020067025691A KR101195332B1 (en) | 2004-05-07 | 2005-03-30 | Vane Pump Using Line Pressure to Directly Regulate Displacement |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7798790B2 (en) |
EP (1) | EP1809905B1 (en) |
KR (1) | KR101195332B1 (en) |
CN (1) | CN100465444C (en) |
CA (1) | CA2565179C (en) |
WO (1) | WO2005108792A1 (en) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2762087C (en) * | 2004-12-22 | 2015-02-10 | Magna Powertrain Inc. | Variable capacity vane pump with dual control chambers |
US9181803B2 (en) | 2004-12-22 | 2015-11-10 | Magna Powertrain Inc. | Vane pump with multiple control chambers |
US20070224067A1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-09-27 | Manfred Arnold | Variable displacement sliding vane pump |
US8118575B2 (en) * | 2008-04-25 | 2012-02-21 | Magna Powertrain Inc. | Variable displacement vane pump with enhanced discharge port |
DE102009004456B4 (en) * | 2009-01-13 | 2012-01-19 | Mahle International Gmbh | Variable volume cell pump with swiveling spool |
JP5145271B2 (en) * | 2009-03-11 | 2013-02-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Variable capacity oil pump |
JP5589068B2 (en) | 2009-06-12 | 2014-09-10 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Lubricating oil pump system and lubricating oil pump |
DE102009048320A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-07 | Mahle International Gmbh | lubricant pump |
KR101491183B1 (en) * | 2009-12-02 | 2015-02-09 | 현대자동차주식회사 | Pulse pressure decreasing typed Variable Oil Pump |
EP2375073A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-12 | Pierburg Pump Technology GmbH | Sealing for the control chamber of a variable displacement lubricant pump |
US20120045355A1 (en) * | 2010-08-17 | 2012-02-23 | Paul Morton | Variable displacement oil pump |
KR20120033180A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-06 | 현대자동차주식회사 | Structure of variable oil pump |
WO2013057752A1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-25 | 株式会社Tbk | Vane-type hydraulic device |
JP6071121B2 (en) * | 2012-03-19 | 2017-02-01 | Kyb株式会社 | Variable displacement vane pump |
WO2013171725A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Magna Powertrain Inc. | Multiple stage passive variable displacement vane pump |
ITTO20121149A1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-06-28 | Vhit Spa | ADJUSTABLE DISPLACEMENT PUMP PUMP AND METHOD FOR ADJUSTING THE PUMP DISPLACEMENT. |
US9109597B2 (en) | 2013-01-15 | 2015-08-18 | Stackpole International Engineered Products Ltd | Variable displacement pump with multiple pressure chambers where a circumferential extent of a first portion of a first chamber is greater than a second portion |
EP2976531B1 (en) * | 2013-03-18 | 2017-05-10 | Pierburg Pump Technology GmbH | Lubricant vane pump |
CN104100825B (en) * | 2013-04-07 | 2017-03-15 | 上海通用汽车有限公司 | Displacement-variable oil pump |
JP6289943B2 (en) * | 2014-03-10 | 2018-03-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Variable displacement pump |
DE112015001797T5 (en) * | 2014-04-14 | 2017-01-19 | Magna Powertrain Inc. | ADJUSTING PUMP WITH HYDRAULIC PASSAGE |
IT201800003344A1 (en) * | 2018-03-07 | 2019-09-07 | O M P Officine Mazzocco Pagnoni S R L | Variable displacement rotary vane pump |
CN114110398B (en) * | 2021-11-30 | 2023-03-24 | 湖南机油泵股份有限公司 | Variable oil pump capable of reducing pressure fluctuation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4437819A (en) | 1981-06-06 | 1984-03-20 | Zahnradfabrik Friedrichshafen, Ag | Controllable vane pump |
US5090881A (en) | 1989-12-27 | 1992-02-25 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Variable-displacement vane-pump |
US5752815A (en) | 1995-09-12 | 1998-05-19 | Mercedes Benz Ag | Controllable vane pump |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8417148D0 (en) * | 1984-07-05 | 1984-08-08 | Hobourn Eaton Ltd | Variable capacity roller-and vane-type pumps |
DE19631974C2 (en) * | 1996-08-08 | 2002-08-22 | Bosch Gmbh Robert | Vane machine |
JP4601764B2 (en) * | 2000-04-18 | 2010-12-22 | 株式会社ショーワ | Variable displacement pump |
US6790013B2 (en) * | 2000-12-12 | 2004-09-14 | Borgwarner Inc. | Variable displacement vane pump with variable target regulator |
JP4060149B2 (en) * | 2002-08-30 | 2008-03-12 | カルソニックコンプレッサー株式会社 | Gas compressor |
-
2005
- 2005-03-30 KR KR1020067025691A patent/KR101195332B1/en not_active IP Right Cessation
- 2005-03-30 CA CA2565179A patent/CA2565179C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-03-30 EP EP05734196.8A patent/EP1809905B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-03-30 CN CNB2005800143856A patent/CN100465444C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-03-30 WO PCT/CA2005/000464 patent/WO2005108792A1/en active Application Filing
- 2005-03-30 US US11/579,130 patent/US7798790B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4437819A (en) | 1981-06-06 | 1984-03-20 | Zahnradfabrik Friedrichshafen, Ag | Controllable vane pump |
US5090881A (en) | 1989-12-27 | 1992-02-25 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Variable-displacement vane-pump |
US5752815A (en) | 1995-09-12 | 1998-05-19 | Mercedes Benz Ag | Controllable vane pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070007960A (en) | 2007-01-16 |
US7798790B2 (en) | 2010-09-21 |
EP1809905B1 (en) | 2016-08-17 |
EP1809905A4 (en) | 2012-05-02 |
EP1809905A1 (en) | 2007-07-25 |
US20080247894A1 (en) | 2008-10-09 |
CA2565179C (en) | 2014-01-21 |
CA2565179A1 (en) | 2005-11-17 |
CN101010513A (en) | 2007-08-01 |
CN100465444C (en) | 2009-03-04 |
WO2005108792A1 (en) | 2005-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101195332B1 (en) | Vane Pump Using Line Pressure to Directly Regulate Displacement | |
US5752815A (en) | Controllable vane pump | |
CA2762087C (en) | Variable capacity vane pump with dual control chambers | |
US8057201B2 (en) | Variable displacement vane pump with dual control chambers | |
US20070224066A1 (en) | Variable displacement vane pump | |
KR101815359B1 (en) | Variable displacement pump with multiple pressure chambers | |
US20080118372A1 (en) | Variable displacement vane pump | |
JP6182821B2 (en) | Variable displacement vane pump | |
JP2020139451A (en) | Valve timing adjusting device | |
JP3942806B2 (en) | Variable displacement pump | |
JP4267768B2 (en) | Variable displacement pump | |
JP5475701B2 (en) | Vane pump | |
WO2020195077A1 (en) | Variable displacement pump | |
JP4061142B2 (en) | Variable displacement vane pump with variable target adjuster | |
WO2019155758A1 (en) | Pump device | |
JP6897412B2 (en) | Oil pump | |
JP5443427B2 (en) | Variable displacement vane pump | |
JP2012007513A (en) | Variable displacement vane pump | |
JP2010019181A (en) | Variable displacement vane pump | |
JP2003097454A (en) | Vane pump | |
JP4601760B2 (en) | Variable displacement pump | |
JP6975064B2 (en) | Vane pump | |
US20220235764A1 (en) | Variable displacement vane pump with improved pressure control and range | |
WO2022137658A1 (en) | Variable displacement pump | |
JP4275816B2 (en) | Variable displacement pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150918 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |